一种具有抑菌活性的化合物及其制备和应用制造技术

本发明专利技术属于海洋化工工程技术，具体涉及一种具有抑菌活性的化合物及其制备和应用。化合物为壳聚糖与嘧霉胺的偶合物，其通式如式I所示，本发明专利技术提供的化合物结构新颖、水溶性好、具有明显的抑菌活性，制备方法简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于海洋化工工程技术，具体涉及一种具有抑菌活性的化合物及其制备和应用。
技术介绍
嘧霉胺，化学名4,6-二甲基-苯基-2-嘧啶胺，是一种苯氨基嘧啶类杀菌剂。嘧霉胺是一类内吸性的杀菌剂，具有高效、广谱和低毒等特点。嘧霉胺对于发生在蔬菜和水果上的灰霉病和黑星病具有特别显著的防治效果，它对灰葡萄孢菌、核盘菌、立枯丝核菌等植物病原菌都均有较好的抑制活性。嘧霉胺通过降低已被感染的作物细胞裂解，以及细胞内真菌菌丝的生长来达到抑菌效果。此外，嘧霉胺还可以通过抑制病菌侵染酶的分泌来抑制病菌生长。因此，嘧霉胺同时具有保护和治疗的作用。壳聚糖是自然界广泛存在的一类生物多糖，具有较好的生物相容性，研究发现壳聚糖具有杀细菌、真菌、抑菌、抗病促生长等生物活性，已广泛应用于农业领域。然而壳聚糖单独使用时，其活性与商品化的其他农药存在一定差距，这也限制了其应用。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提供一种具有抑菌活性的化合物及其制备和应用。为实现上述目的本专利技术采用的技术方案为：一种具有抑菌活性的化合物，化合物为壳聚糖与嘧霉胺的偶合物，其通式如式I所示，所述化合物为以天然产物壳聚糖为骨架，将嘧霉胺分子通过偶合反应接枝到壳聚糖分子中获得。一种具有抑菌活性的化合物的制备方法，以天然产物壳聚糖为骨架，将嘧霉胺分子通过偶合反应接枝到壳聚糖分子中获得式I所示化合物。反应式如下：Step1:Step2：第一步，将嘧霉胺原药溶解于过量的二氯甲烷中；在冰浴条件下，加入氯乙酰氯、3-氯丙酰氯或4-(氯甲基)氯甲酰氯；而后向反应体系中加入碳酸钾；反应结束后，向反应体系中加入蒸馏水，静置分层，收集下层的有机相，并减压蒸干，待用；其中，嘧霉胺原药与二氯甲烷的质量体积比为1:10-50；氯乙酰氯、3-氯丙酰氯或4-(氯甲基)氯甲酰氯与嘧霉胺原药的摩尔比为1-10:1；碳酸钾与嘧霉胺原药的摩尔比为1:1-10；第二步，壳聚糖加入至过量的三氯甲烷中，机械搅拌溶胀30-120min，再加入氢氧化钠溶液和4-甲氨基吡啶再搅拌4-12h；搅拌反应后加入第一步制备得到的产物，于50-80摄氏度水浴反应4-12h；反应结束时，加入冰醋酸将pH调节至7，过滤反应物，固体产物用70％-100％(质量浓度)甲醇溶液洗涤，干燥得到式I所示化合物；其中，壳聚糖与第一步反应产物的摩尔比为1-10:1；4-甲氨基吡啶与壳聚糖的摩尔比为1:1-50；壳聚糖与三氯甲烷的质量体积比为1:10-50。所述壳聚糖为分子量为237Da-4740kDa。具有抑菌活性的化合物的应用，所述式I化合物在用于制备抑真菌剂中的应用。原理：壳聚糖结构中含有氨基和羟基，其可与嘧霉胺和酰氯反应生成的产物中的活性氯原子发生亲核取代反应，进而将两种物质偶合在一起。本专利技术中嘧霉胺中的亚氨基先与三类酰氯发生酰化反应，之后在与壳聚糖C2位上的-NH2及C6位上的-OH发生偶合反应，最终生成壳聚糖与嘧霉胺偶合物，所得的衍生物经红外光谱分析确定其结构，壳聚糖与嘧霉胺有效地结合生成偶合物。本专利技术所具有的优点：本专利技术以天然产物壳聚糖为骨架，将嘧霉胺分子通过偶合反应接枝到壳聚糖分子中，获得水溶性好、抑菌效果明显的偶合物。1.本专利技术壳聚糖与嘧霉胺偶合所得偶合物具有较好的抑菌活性，在农药领域有着潜在的应用价值。2、本专利技术制备的壳聚糖与嘧霉胺偶合物具有较好的水溶性，克服了嘧霉胺水溶性差的缺点，便于制备无有机溶剂添加的绿色农药。附图说明图1为本专利技术实施例提供的壳聚糖的红外光谱图。图2为本专利技术实施例提供的壳聚糖与嘧霉胺偶合物(1)的红外光谱图，其红外特征吸收(cm-1)：2879,1750,1630,1590,1556,1497,1337,1246,1027。图3为本专利技术实施例提供的壳聚糖与嘧霉胺偶合物(2)的红外光谱图，其红外特征吸收(cm-1)：2916,1750,1588,1556,1464,1365,1250,1029。图4为本专利技术实施例提供的壳聚糖与嘧霉胺偶合物(3)的红外光谱图，其红外特征吸收(cm-1)：2879,1721,1628,1556,1469,1366,778,752,691,660。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术作进一步说明，并且本专利技术的保护范围不仅局限于以下实施例。实施例1壳聚糖与嘧霉胺偶合物(1)的制备第一步，称取4g嘧霉胺原药，溶解于80ml二氯甲烷中；在冰浴条件下，用恒压漏斗向溶液中加入0.04mol氯乙酰氯；酰氯滴加完毕后，向反应体系中加入3.3g碳酸钾作为缚酸剂；反应结束后，向反应体系中加入10ml蒸馏水，倒入分液漏斗静置分层后，收集下层的有机相，并减压蒸干溶剂得到产物。第二步，称取5g分子量为106万壳聚糖加入三口瓶中，加入50ml三氯甲烷，机械搅拌溶胀30min，加入12ml 10M的氢氧化钠溶液、0.01g 4-甲氨基吡啶搅拌4h。之后加入3g第一步制备得到的产物，50摄氏度水浴反应4h。反应结束时，加入冰醋酸将pH调节至7，过滤反应物，固体产物用70％-100％甲醇溶液洗涤，60摄氏度干燥得到壳聚糖嘧霉胺偶合物(1)。结构式如下：另外，制备不同分子量的壳聚糖与嘧霉胺偶合物时，可将分子量为106万的壳聚糖通过微波降解，进而获得到不同分子量的壳聚糖，以不同分子量的壳聚糖作为原料，按照上述的方式进行偶合反应即可获得不同分子量的壳聚糖与嘧霉胺偶合物。红外光谱表明：壳聚糖嘧霉胺偶合物(1)的红外谱图(图2)与壳聚糖的红外谱图(图1)相比，在1500cm-1至1600cm-1出现的吸收峰为C-N震动和苯环的特征吸收峰，1750cm-1为通过酰氯引入-CH2-的特征吸收峰。证明目标偶合物1合成成功。实施例2壳聚糖与嘧霉胺偶合物(2)的制备第一步，称取4g嘧霉胺原药，溶解于80ml二氯甲烷中；在冰浴条件下，用恒压漏斗向溶液中加入0.04mol氯丙酰氯；酰氯滴加完毕后，向反应体系中加入3.3g碳酸钾作为缚酸剂；反应结束后，向反应体系中加入10ml蒸馏水，倒入分液漏斗静置分层后，收集下层的有机相，并减压蒸干溶剂得到产物。第二步，称取5g分子量为106万壳聚糖加入三口瓶中，加入50ml三氯甲烷，机械搅拌溶胀30min，加入12ml 10M的氢氧化钠溶液、0.01g 4-甲氨基吡啶搅拌4h。之后加入3g第一步制备得到的产物，50摄氏度水浴反应4h。反应结束时，加入冰醋酸将pH调节至7，过滤反应物，固体产物用70％-100％甲醇溶液洗涤，60摄氏度干燥得到壳聚糖嘧霉胺偶合物(2)。结构式如下：另外，制备不同分子量的壳聚糖与嘧霉胺偶合物时，可将分子量为106万的壳聚糖通过微波降解，进而获得到不同分子量的壳聚糖，以不同分子量的壳聚糖作为原料，按照上述的方式进行偶合反应即可获得不同分子量的壳聚糖与嘧霉胺偶合物。红外光谱表明：壳聚糖嘧霉胺偶合物(2)的红外谱图(图3)与壳聚糖的红外谱图(图1)相比，在1500cm-1至1600cm-1出现的吸收峰为C-N震动和苯环的特征吸收峰，1750cm-1为通过酰氯引入-CH2-的特征吸收峰。证明目标偶合物1合成成功。实施例3壳聚糖与嘧霉胺偶合物(3)的制备第一步，称取4g嘧霉胺原药，溶解于80ml二氯甲烷中；在冰浴条件下，用恒压漏斗向溶液中加入0.04mol 4-(氯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有抑菌活性的化合物，其特征在于：化合物为壳聚糖与嘧霉胺的偶合物，其通式如式I所示，

【技术特征摘要】
1.一种具有抑菌活性的化合物，其特征在于：化合物为壳聚糖与嘧霉胺的偶合物，其通式如式I所示，2.按权利要求1所述的具有抑菌活性的化合物，其特征在于：所述化合物为以天然产物壳聚糖为骨架，将嘧霉胺分子通过偶合反应接枝到壳聚糖分子中获得。3.一种权利要求1所述的具有抑菌活性的化合物的制备方法，其特征在于：以天然产物壳聚糖为骨架，将嘧霉胺分子通过偶合反应接枝到壳聚糖分子中获得式I所示化合物。4.按权利要求3所述的具有抑菌活性的化合物的制备方法，其特征在于：反应式如下Step1:Step2：第一步，将嘧霉胺原药溶解于过量的二氯甲烷中；在冰浴条件下，加入氯乙酰氯、3-氯丙酰氯或4-(氯甲基)氯甲酰氯；而后向反应体系中加入碳酸钾；反应结束后，向反应体系中加入蒸馏水，静置分层，收集下层的有机相，并减压蒸干，待用；其中，氯乙酰氯、3-氯丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏程，李俨，刘松，秦玉坤，邢荣娥，于华华，李克成，
申请(专利权)人：中国科学院海洋研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37